#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <memory>
#include <functional>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <vector>

class threadpool
{
public:
    using Functor = std::function<void()>;
    threadpool(int thr_count = 1)
        : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < thr_count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&threadpool::entry, this);
        }
    }
    ~threadpool()
    {
        stop();
    }
    void stop()
    {
        if (_stop == true)
            return;
        _stop = true;
        _cv.notify_all();
        for (auto &thread : _threads)
        {
            thread.join();
        }
    }
    // push传入的是首先有一个函数——用户要执行的函数，然后是不定参，表示要处理的数据，也就是需要传入的参数
    // 内部会将传入的函数封装成一个异步任务(packaged_task)
    // 使用lambda，抛入任务池中，由工作线程取出进行执行
    template <typename F, typename... Args>
    auto push(F &&func, Args &&...args) -> std::future<decltype(func(args...))> // decltype后置返回类型语法，返回值类型说明
    {
        // 1.将传入的函数封装成一个packaged_task任务
        // 使用bind对函数绑定，获取一个可调用对象，这里都是右值引用，需要用完美转发
        using return_type = decltype(func(args...));
        auto tmp_func = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...);
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(tmp_func);
        std::future<return_type> fu = task->get_future();
        // 2.构造lamdba匿名函数，捕获任务对象，函数内执行任务对象
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            // 3.将构造出来的匿名函数对象，抛入到任务池中
            _taskpool.push_back([task]()
                                { (*task)(); });
            _cv.notify_one();
        }
        return fu;
    }

private:
    // 入口函数——不断从任务池中取出任务进行执行
    void entry()
    {
        while (!_stop)
        {
            // 临时任务池，优化频繁加锁取任务的消耗
            std::vector<Functor> tmp_taskpool;
            {
                // 加锁
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                // 等待任务池不为空，或者_stop被置位返回
                _cv.wait(lock, [this]()
                         { return _stop || !_taskpool.empty(); });
                // 取出任务，进行执行
                tmp_taskpool.swap(_taskpool); // 避免锁冲突，一次性交换完
            }
            // 局部变量不涉及线程安全
            for (auto &task : tmp_taskpool)
            {
                task();
            }
        }
    }

private:
    std::atomic<bool> _stop;
    std::vector<Functor> _taskpool;
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _cv;
    std::vector<std::thread> _threads;
};

int Add(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}

int main()
{
    threadpool pool;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        std::future<int> fu = pool.push(Add, 11, i);
        std::cout << fu.get() << std::endl;
    }
    pool.stop();
    return 0;
}